FR2703784A1

FR2703784A1 - Method and device for checking the continuity of a bead of glue.

Info

Publication number: FR2703784A1
Application number: FR9303985A
Authority: FR
Inventors: Pajot Daniel
Original assignee: Renault Automation SA
Current assignee: Renault Automation Comau SA
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1993-04-05
Publication date: 1994-10-14
Anticipated expiration: 2013-04-05
Also published as: EP0619482A1; ES2118337T3; FR2703784B1; EP0619482B1; DE69410684T2; DE69410684D1

Abstract

Le procédé et le dispositif pour contrôler le cordon 2 d'un produit formant joint délivré sur une surface 3 par l'extrémité d'une buse 1 placée au-dessus de la surface le long d'un trajet déterminé, sont tels que l'on éclaire, derrière la buse 1 par rapport à son sens de déplacement A, la fraction du cordon 2 fraîchement déposée par un faisceau lumineux issu d'un faisceau tubulaire 17 de fibres optiques et on recueille la lumière réfléchie 18 pour la transmettre à une unité de traitement 21 caractérisé en ce que la lumière réfléchie 18 est transmise à une unité de traitement le long d'un chemin optique qui conserve la structure et l'orientation de la scène éclairée jusqu'à un capteur 21 de transformation de cette lumière en signaux électriques qui sont eux transmis à une installation fixe 26, 27 au travers de contacts frottants 23, 25.The method and device for controlling the bead 2 of a sealant delivered to a surface 3 from the end of a nozzle 1 placed above the surface along a determined path, are such as behind the nozzle 1 with respect to its direction of movement A, the fraction of the bead 2 freshly deposited is illuminated by a light beam from a tubular bundle 17 of optical fibers and the reflected light 18 is collected in order to transmit it to a unit treatment 21 characterized in that the reflected light 18 is transmitted to a processing unit along an optical path which preserves the structure and orientation of the illuminated scene up to a sensor 21 for transforming this light into signals electrics which are transmitted to a fixed installation 26, 27 through friction contacts 23, 25.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de contrôle deThe present invention relates to a method and a device for controlling

la continuité d'un cordon de produit, tel qu'un cordon de colle formant un joint entre deux surfaces planes, par exemple entre deux pièces d'un carter de moteur à combustion interne. Depuis plusieurs années, l'étanchéité entre deux pièces d'un carter bridé l'une sur l'autre est réalisée par le dépôt et l'écrasement d'un cordon de produit pâteux déposé sur la surface de bridage, généralement plane, de l'une des the continuity of a bead of product, such as a bead of glue forming a joint between two flat surfaces, for example between two parts of an internal combustion engine casing. For several years, the seal between two parts of a housing flanged one on the other has been achieved by depositing and crushing a bead of pasty product deposited on the clamping surface, generally flat, of the 'one of the

pièces sur l'autre.pieces on the other.

L'étanchéité n'est garantie que si le cordon est Sealing is only guaranteed if the cord is

continu et possède avant écrasement une certaine largeur. continuous and before crushing has a certain width.

Une technique connue pour assurer la surveillance de la continuité d'un tel cordon consiste, au moyen d'un faisceau de fibres optiques, à éclairer une scène o doit normalement se trouver le cordon et à recueillir par un autre faisceau de fibres optiques la lumière réfléchie pour A known technique for monitoring the continuity of such a cord consists, by means of a bundle of optical fibers, of lighting a scene where the cord should normally be located and of collecting by another bundle of optical fibers the light thought out for

l'analyser et en déduire la présence ou l'absence du cordon. analyze it and deduce the presence or absence of the cord.

En effet le cordon par sa couleur influence les longueurs Indeed the cord by its color influences the lengths

d'onde de la lumière réfléchie et en pratiquant une comparai- of reflected light and making a comparison

son de cette lumière ou d'une fraction (en termes de longueur d'onde) de celle-ci à un seuil, on engendre ou non un signal sound of this light or a fraction (in terms of wavelength) of it at a threshold, whether or not a signal is generated

d'alerte significatif d'une absence de cordon. significant warning of an absence of cord.

Cette technique présente de nombreux inconvénients qui tiennent essentiellement à la nature optique des signaux et aux moyens de leur transmission tant en ce qui concerne This technique has many drawbacks which are essentially due to the optical nature of the signals and the means of their transmission, both with regard to

les rayons incidents que les rayons réfléchis. incident rays than reflected rays.

En effet ce dispositif, pour être de faible encombrement et pour suivre de manière précise le cordon à contrôler, met en oeuvre un "joint optique tournant" grâce auquel la lumière incidente et la lumière réfléchie sont transmises entre une pièce fixe et une pièce mobile en rotation, sans que des conducteurs limitent le degré de This device, in order to be compact and to follow the cord to be checked precisely, uses a "rotating optical joint" by which the incident light and the reflected light are transmitted between a fixed part and a moving part in rotation, without conductors limiting the degree of

débattement angulaire d'une pièce par rapport à l'autre. angular movement of one part with respect to the other.

Cependant ce joint optique tournant introduit dans la chaîne lumineuse des perturbations qui sont d'un ordre suffisant pour rendre l'analyse et le contrôle des informations contenus dans la lumière réfléchie peu sûrs On s'est en outre rendu compte que la qualité réflective du fond, c'est à dire la surface métallique sur laquelle est déposé le cordon de colle, est très disparate Il est alors très difficile d'obtenir un signal automatique de présence ou However, this rotating optical joint introduces disturbances into the light chain which are of a sufficient order to make the analysis and control of the information contained in the reflected light insecure. We have also realized that the reflective quality of the background , i.e. the metal surface on which the bead of adhesive is deposited, is very disparate It is then very difficult to obtain an automatic presence signal or

d'absence du cordon de colle qui soit fiable. absence of the adhesive bead which is reliable.

L'invention se propose d'améliorer ce dispositif et la méthode d'analyse, d'une part en supprimant les causes d'erreur et de dispersion dans un signal de retour et d'autre part en permettant une visualisation permanente et en continu du cordon grâce à laquelle un contrôle visuel peut être The invention proposes to improve this device and the analysis method, on the one hand by eliminating the causes of error and dispersion in a return signal and on the other hand by allowing a permanent and continuous display of the cord through which a visual check can be

ajouter au contrôle automatique par capteur. add to automatic sensor control.

A cet effet l'invention a donc pour premier objet un procédé pour contrôler le cordon d'un produit formant joint délivré sur une surface par l'extrémité d'une buse déplacée au-dessus de cette surface le long d'un trajet déterminé selon lequel on éclaire derrière la buse par rapport à son sens de déplacement, la fraction du cordon fraîchement déposée par un faisceau lumineux issu d'un faisceau annulaire de fibres optiques et on recueille la To this end, the invention therefore has as a first object a method for controlling the bead of a sealant product delivered to a surface by the end of a nozzle displaced above this surface along a path determined according to which is illuminated behind the nozzle relative to its direction of movement, the fraction of the cord freshly deposited by a light beam from an annular bundle of optical fibers and the

lumière réfléchie pour la transmettre à une unité de traite- reflected light to transmit it to a milking unit

ment Selon l'invention, la lumière réfléchie est transmise à l'unité de traitement le long d'un chemin optique qui conserve la structure et l'orientation de la scène éclairée jusqu'à un capteur de transformation de cette lumière en signaux électriques, ce capteur étant mobile avec le faisceau annulaire de fibres optiques d'éclairement et on transmet les signaux électriques issus de ce capteur, mais éventuellement traités, à une installation fixe d'exploitation au travers de contacts frottants. On comprend que par cette disposition on supprime tous les parasites qui peuvent exister au niveau d'un joint tournant optique pour ce qui concerne la lumière réfléchie qui est d'intensité lumineuse relativement faible En effet on sait faire aujourd'hui des contacts frottants dans lequel According to the invention, the reflected light is transmitted to the processing unit along an optical path which retains the structure and orientation of the lit scene up to a sensor for transforming this light into electrical signals, this sensor being movable with the annular bundle of optical fibers for illumination and the electrical signals from this sensor, but possibly treated, are transmitted to a fixed operating installation through rubbing contacts. We understand that by this arrangement we remove all the parasites that may exist at an optical rotating joint with regard to the reflected light which is of relatively low light intensity Indeed we now know how to make rubbing contacts in which

aucune déperdition ne se produit d'autant que, dans l'appa- no loss occurs as much as, in the apparatus

reil selon l'invention, la rotation des pièces fixe et mobile l'une par rapport à l'autre est de faible vitesse et de faible amplitude En outre, le procédé selon l'invention conserve la structure et l'orientation de la scène observée qui peut donc facilement être reconstituée, contrairement à des systèmes à fibres optiques o, à moins d'utiliser des techniques d'imagerie médicale qui sont fort coûteuses, seules l'intensité et la couleur d'un signal émit par une reil according to the invention, the rotation of the fixed and movable parts relative to each other is of low speed and low amplitude In addition, the method according to the invention preserves the structure and the orientation of the scene observed which can therefore easily be reconstituted, unlike fiber optic systems o, unless medical imaging techniques are used which are very expensive, only the intensity and color of a signal emitted by a

scène observée peuvent être transmises. observed scene can be transmitted.

Pour mettre en oeuvre ce procédé de manière économique, et donc pouvoir s'affranchir de techniques de fibres optiques ordonnées donc coûteuses, l'invention a pour deuxième objet un dispositif qui comporte une buse de formation du cordon de colle, des organes de détection situés à proximité de la sortie de la buse et portés par un rotor tournant par rapport à un stator supportant la buse, autour d'un axe confondu avec celui de la buse, des moyens de To implement this process economically, and therefore to be able to overcome techniques of ordered optical fibers therefore costly, the invention has as a second object a device which comprises a nozzle for forming the adhesive bead, detection members located near the outlet of the nozzle and carried by a rotor rotating relative to a stator supporting the nozzle, around an axis coincident with that of the nozzle, means for

transmission aux organes de détection d'une lumière d'éclai- transmission to the detection devices of a flash light

rement comprenant un faisceau de fibres optiques dont l'extrémité dans les organes de détection est conformée de manière tubulaire Selon l'invention, ce dispositif comporte, supporté par le rotor, un capteur que la lumière réfléchie et des moyens de transmission de cette lumière réfléchie reliant les organes de détection au capteur et comportant un chemin optique disposé à l'intérieur du faisceau tubulaire de fibres d'éclairement et un miroir incliné pour réfléchir les rayons issus du chemin optique en direction du capteur sans déformer l'image de la zone de réflection de lumière inscrite dans l'extrémité tubulaire du faisceau Le chemin peut bien entendu comporter des lentilles permettant de focaliser ou de Rement comprising a bundle of optical fibers whose end in the detection members is tubularly shaped. According to the invention, this device comprises, supported by the rotor, a sensor that the reflected light and means for transmitting this reflected light. connecting the detection members to the sensor and comprising an optical path arranged inside the tubular bundle of illumination fibers and an inclined mirror for reflecting the rays coming from the optical path towards the sensor without distorting the image of the area of reflection of light inscribed in the tubular end of the beam The path can of course include lenses making it possible to focus or to

rassembler les faisceaux lumineux sans en altérer la struc- gather the light beams without altering their structure

ture et la cohérence.ture and consistency.

Il sera avantageux que le diamètre intérieur de l'extrémité tubulaire du faisceau soit supérieur à la largeur It will be advantageous if the inside diameter of the tubular end of the bundle is greater than the width

du cordon.cord.

De manière préférée le capteur est constitué par une matrice de cellules de caméra vidéo couleur, connue en elle-même, scrutée par balayage et associée à un circuit de traitement des composantes fondamentales de la lumière On comprend que, comme la géométrie de la scène observée est conservée, il est tout à fait possible au moyen d'une technique de vidéo simple et classique de convertir l'image de la scène en des signaux électriques pour transporter cette The sensor preferably consists of a matrix of color video camera cells, known per se, scanned by scanning and associated with a circuit for processing the fundamental components of light. It is understood that, like the geometry of the scene observed is preserved, it is entirely possible by means of a simple and conventional video technique to convert the image of the scene into electrical signals to transport this

image de manière commode et la recomposer sur un écran. image conveniently and recompose it on a screen.

Ainsi les signaux issus du circuit de traitement sont transmis à une installation d'exploitation fixe par un collecteur tournant disposé entre le stator et le rotor du dispositif. Thus, the signals from the processing circuit are transmitted to a fixed operating installation by a rotating collector placed between the stator and the rotor of the device.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- Other characteristics and advantages of the invention

tion ressortiront de la description d'un exemple de réalisa- tion will emerge from the description of an exemplary embodiment

tion donné ci-après en regard de la figue unique annexée. tion given below with reference to the single appended fig.

Cette figure représente, vu en coupe axiale, le dispositif de l'invention qui comprend une buse 1 au moyen de This figure shows, seen in axial section, the device of the invention which comprises a nozzle 1 by means of

laquelle un cordon 2 de colle est délivré sur une surface 3. which a bead 2 of glue is delivered on a surface 3.

Cette buse est logée à l'intérieur d'une pièce 4 tubulaire de support, coaxiale à cette dernière Cette pièce tubulaire comporte une collerette supérieure 5 pour sa fixation à un This nozzle is housed inside a tubular support piece 4, coaxial with the latter. This tubular piece includes an upper flange 5 for its attachment to a

dispositif de support et d'entraînement de la buse 1 parallè- support and drive device for nozzle 1 parallel

lement à la surface 3 La pièce 4 constitue un stator dans lequel est monté à rotation un rotor 6 grâce à deux paliers Lement on the surface 3 The part 4 constitutes a stator in which a rotor 6 is rotatably mounted thanks to two bearings

à roulement 7 et 8 Le rotor 6 est équipé en partie infé- with bearings 7 and 8 The rotor 6 is equipped in the lower part

rieure d'organes 9 de détection de la présence du cordon 2. Au moyen d'un dispositif d'asservissement non représenté, ces of organs 9 for detecting the presence of the cord 2. By means of a servo device not shown, these

organes de détection 9 sont toujours situés derrière la buse 1 par rapport à son sens d'avancement A au-dessus de la surface 3. detection members 9 are always located behind the nozzle 1 with respect to its direction of advance A above the surface 3.

Le trait mixte 10 représente symboliquement un faisceau de fibres optiques issu d'une source de lumière non représentée Ce faisceau, dans le stator 4, est conformé en un faisceau tubulaire 11 Ainsi les extrémités des fibres du faisceau tubulaire 11 forment-elles un anneau 12 autour de la buse 1 Cet anneau est constitué dans une surface radiale 13 du stator 4 situé en face et à proximité d'une surface The dashed line 10 symbolically represents a bundle of optical fibers coming from a light source which is not shown. This bundle, in the stator 4, is shaped into a tubular bundle 11 Thus the ends of the fibers of the tubular bundle 11 form a ring 12 around the nozzle 1 This ring is formed in a radial surface 13 of the stator 4 located opposite and near a surface

radiale 14 du rotor 6.radial 14 of rotor 6.

Le rotor 6 comporte également un faisceau de fibres optiques 15 qui, a son extrémité supérieure voisine de la surface 14, est conformé en un faisceau tubulaire 16 pour, au niveau de la surface 14, présenter un anneau semblable à celui que forme l'extrémité du faisceau tubulaire 11 dans la surface 13 A son extrémité inférieure, ce faisceau 15 est également conformé en un faisceau tubulaire 17 à l'intérieur des organes de détection 9, l'intérieur de ce faisceau The rotor 6 also comprises a bundle of optical fibers 15 which, at its upper end close to the surface 14, is shaped into a tubular bundle 16 so, at the level of the surface 14, present a ring similar to that formed by the end of the tubular bundle 11 in the surface 13 At its lower end, this bundle 15 is also shaped into a tubular bundle 17 inside the detection members 9, the interior of this bundle

tubulaire étant vide.tubular being empty.

On a réalisé entre le faisceau 10 et le faisceau , au niveau des surfaces 13 et 14, un joint optique tournant et qui permet une transmission de la lumière depuis la source de laquelle est issu le faisceau 10 jusqu'au faisceau tubulaire 17 Les fibres optiques sont telles que la lumière issue de chacune d'elles à l'extrémité du faisceau tubulaire 17, forme un cône d'angle au sommet relativement important de sorte que toute la zone qui est située en face de l'évidement central du faisceau tubulaire 17 est correcte- ment éclairée Cette zone éclairée constitue la scène à surveiller c'est-à-dire celle qui est traversée par le cordon 2 A cet égard, on notera qu'il sera utile que le diamètre intérieur du faisceau tubulaire 17 o le diamètre de son évidement cylindrique doit être supérieur à la largeur du Between the bundle 10 and the bundle, at the surfaces 13 and 14, a rotating optical joint has been produced which allows light to be transmitted from the source from which the bundle 10 originates to the tubular bundle 17 The optical fibers are such that the light coming from each of them at the end of the tube bundle 17, forms a relatively large apex cone so that the entire area which is situated opposite the central recess of the tube bundle 17 is correctly lit This lit area constitutes the scene to be monitored, that is to say the one crossed by the cord 2 In this regard, it will be noted that it will be useful for the inside diameter of the tube bundle 17 o the diameter of its cylindrical recess must be greater than the width of the

cordon 2.cord 2.

La lumière réfléchie par cette scène suit un trajet optique 18 sur la figure qui est constituée par l'intérieur du faisceau tubulaire, une partie creuse du rotor, un miroir incliné 19 permettant de renvoyer les rayons réfléchis dans une direction radiale par rapport au rotor Le chemin optique est contenu dans un support 20 pour un ensemble ordonné de cellules photosensibles 21 semblable à celle utilisée dans une technique de caméra vidéo.5 On mentionnera simplement, ce qui est connu en vidéo, que chaque cellule est divisée en trois parties chacune sensible à l'une des trois couleurs fondamentales bleu, vert et rouge de la lumière L'ensemble de cellules est rangé en matrice et cette matrice est scrutée selon une10 séquence de balayage bien déterminée dans l'espace et dans le temps, et délivre un signal numérique pour chacune des trois composantes de la lumière qu'elle reçoit Ces signaux sont ensuite transmis en direction d'une unité électronique 22 de leur traitement qui est elle-même embarquée sur le rotor 6 du15 dispositif et de préférence à l'opposé de la matrice 21 pour équilibrer ce rotor, cette unité de traitement procédant à une modulation et un codage des signaux qu'elle reçoit afin The light reflected by this scene follows an optical path 18 in the figure which is formed by the interior of the tube bundle, a hollow part of the rotor, an inclined mirror 19 making it possible to return the rays reflected in a radial direction relative to the rotor Le optical path is contained in a support 20 for an ordered set of photosensitive cells 21 similar to that used in a video camera technique.5 It will simply be mentioned, as is known in video, that each cell is divided into three parts each sensitive to one of the three basic colors blue, green and red of light The set of cells is arranged in a matrix and this matrix is scanned according to a well-defined scanning sequence in space and time, and delivers a digital signal for each of the three components of the light it receives These signals are then transmitted towards an electronic unit 22 of their t processing which is itself on board the rotor 6 of the device and preferably opposite the matrix 21 to balance this rotor, this processing unit modulating and coding the signals it receives so

de les préparer à une transmission vers une unité d'exploita- to prepare them for transmission to an operating unit

tion Cette transmission, en général en série, s'opère par le moyen de contacteurs électriques frottants, à savoir des conducteurs électriques circulaires 23 connectés en sortie de l'unité électronique de traitement 22, portés par une bague 24 calée en rotation sur le rotor 6 et des balais 25 frottant sur chacun des conducteurs 23 Ces balais 25 sont fixes car portés par le stator 4 et sont reliés à l'entrée d'une unité électronique 26 de démodulation des signaux qui les transmet à un dispositif 27 permettant de les comparer à une plage de valeur de référence qui correspondra à ce que l'on attend d'une lumière réfléchie par un échantillon test du cordon La plage ou fenêtre de référence sera déterminée de manière préférée par apprentissage du dispositif et mémorisation des valeurs correspondant à un échantillon de référence En sortie du dispositif 27, selon les résultats de la comparai- son de chacun des signaux à la fenêtre de référence corres-35 pondante, les signaux émis par le dispositif 27 seront à haute ou basse valeur et seront redistribués sur une matrice de visualisation (un écran vidéo 28) comme ils avaient été tion This transmission, generally in series, takes place by means of rubbing electrical contactors, namely circular electrical conductors 23 connected at the output of the electronic processing unit 22, carried by a ring 24 locked in rotation on the rotor. 6 and brushes 25 rubbing on each of the conductors 23 These brushes 25 are fixed because they are carried by the stator 4 and are connected to the input of an electronic unit 26 for demodulating the signals which transmits them to a device 27 allowing them to be compared to a reference value range which will correspond to what is expected from light reflected by a test sample of the bead The reference range or window will be determined in a preferred manner by learning the device and memorizing the values corresponding to a sample reference At the output of the device 27, according to the results of the comparison of each of the signals with the reference window corr es-35 laying, the signals emitted by the device 27 will be high or low value and will be redistributed on a display matrix (a video screen 28) as they had been

scrutés au niveau de la matrice 21. scrutinized at the level of matrix 21.

Sur l'écran vidéo 28 apparaîtra donc par exemple sur fond noir, une image 29 du cordon vu par le dispositif de détection 9 Cette image sera formée par balayage comme dans les techniques de vidéo habituelles et permettra une surveil- lance visuelle de la qualité du cordon 2 Une dérivation des signaux émis par le dispositif 27 sera dirigée vers un10 dispositif d'alarme 30 qui pourra réagir lorsque, pendant un certain temps, aucun signal correspondant à la présence du cordon ne sera émis Ce temps pourra être réglé en fonction de l'épaisseur moyenne du cordon déposé car de petites interruptions peuvent ne pas empêcher la formation d'une bonne étanchéité lors de l'écrasement du cordon entre les On the video screen 28 will therefore appear, for example on a black background, an image 29 of the cord seen by the detection device 9 This image will be formed by scanning as in the usual video techniques and will allow visual monitoring of the quality of the cord 2 A bypass of the signals emitted by the device 27 will be directed to an alarm device 30 which will be able to react when, for a certain time, no signal corresponding to the presence of the cord will be emitted This time can be adjusted according to the average thickness of the bead deposited as small interruptions may not prevent the formation of a good seal when the cord is crushed between the

deux pièces.two pieces.

Le dispositif selon l'invention permet une surveil- The device according to the invention allows monitoring

lance extrêmement fine de la qualité du cordon déposé en même tant qu'une visualisation de celui-ci qui peut être très launches extremely fine quality of the cord deposited as well as a visualization of it which can be very

utile pour l'opérateur chargé de la machine. useful for the operator in charge of the machine.

Claims

1 Method for controlling the bead (2) of a product forming a seal, delivered to a surface (3) by the end of a nozzle (1) displaced above this surface (3) along a determined path, according to which one illuminates, behind the nozzle (1) with respect to its direction of movement (A), the fraction of the cord (2) freshly deposited by a light beam coming from a tubular bundle (17) of optical fibers and one collects reflected light for transmission to a processing unit (26, 27) characterized in that the reflected light (18) is transmitted to the processing unit along an optical path which retains the structure and orientation of the scene lit up to a sensor (21) for transforming this light into electrical signals, this sensor being movable with the illumination beam and in that the electrical signals from this sensor (21) are transmitted to an installation fixed across

of rubbing contacts (23, 25).

2 Device for implementing the method

according to claim 1, comprising a nozzle (1) for forming

tion of the adhesive bead (2), the detection members (9) located near the outlet of the nozzle (1) and carried by a rotor (6) rotating relative to a stator (4) supporting the nozzle (1 ), around an axis coincident with that of the nozzle (1), means for transmitting (11, 15) an illuminating light to the detection members (9) comprising a bundle of optical fibers (15) of which the end in the detection members (9) is tubularly shaped (17), characterized in that it comprises, supported by the rotor (6), a sensor (21) of the reflected light (18) and means for transmitting this reflected light connecting the detection members (9) to the sensor (21) and comprising an optical path arranged inside the bundle (17) of tubular fibers and a mirror (19) inclined to reflect the 35 rays (18) from the scene to be monitored towards the sensor (21) without distorting the image of this scene insc rite

in the tubular end of the bundle (17).

3 Device according to claim 2 characterized in that the internal diameter of the tubular end (17) of the bundle (15) is greater than the width of the cord (2).

4 Device according to claim 2 or the

claim 3 characterized in that the sensor is

killed by a matrix (21) of color video camera cells, known per se, scanned by a scan and associated with a circuit (22) for processing the fundamental components of

the light.

Device according to any one of Claims 2 to 4, characterized in that the signals from the processing circuit are transmitted to a fixed operating installation (26, 27, 28) by a rotary collector

(23, 25) disposed between stator (4) and rotor (6).